Revista Ilha Digital, ISSN 2177-2649. Volume 7, páginas 59 – 77, 2018.

Artigo disponibilizado on-line

Revista Ilha Digital

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http://ilhadigital.florianopolis.ifsc.edu.br/

MELHORIAS DE UMA PCI COM FOCO EM PROJETO PARA

MANUFATURA

Rafael Wilmar de Souza Hoffmann1, Anderson Alves2

Resumo: Este artigo apresenta o desenvolvimento de melhorias em uma placa expansora para o computador
de placa única Orange Pi PC tendo como objetivo a redução de custo e melhorias de qualidade com foco no
desenvolvimento do projeto voltado para produção (DFM – Design for Manufacture), maximizando a
eficiência de montagens e resultando na redução de retrabalhos, contribuindo dessa forma para aumentar a
qualidade do produto. Será apresentada uma revisão sobre computadores de placa única, uma análise
comparativa entre trabalhos relacionados e entre algumas placas expansoras que estão disponíveis no
mercado, uma revisão dos processos produtivos de uma placa eletrônica, o desenvolvimento do layout da
placa expansora com base nos requisitos de processo, e por fim os resultados de custo e melhorias no
processo produtivo obtidos com a nova placa.

Palavras-chave: Computadores de placa única, Placa expansora, Placa de Circuito Impresso e projeto para
manufatura.

Abstract: This paper presents the development of improvements in an expansion board for the single board
computer Orange Pi PC aiming at cost reduction and quality improvements with a focus on production
(DFM – Design for Manufacture), maximizing efficiency of assemblies and resulting in the reduction of
rework, contributing in this way to increase the quality of the product. Will be presented a review about
single board computers, a comparative analysis between related works and between some expansion boards
that are available in the market, a review of the productive processes of an electronic board, the
development of the expansion board layout based on the process requirement, and finally the cost results and
improvements in the productive process obtained with the new board.

Keywords: Single Board Computers, expansion board, Printed Circuit Board and Design for Manufacture.

1
Especialista em Desenvolvimento de Produtos Eletrônicos, IFSC/Florianópolis < rafael.h1990@aluno.ifsc.edu.br >
2
Professor do Departamento Acadêmico de Eletrônica (DAELN), IFSC/Florianópolis <anderson.alves@ifsc.edu.br>

tempo no desenvolvimento de todo o hardware

1 INTRODUÇÃO
(BROWN, 2017). Os SBCs podem ser utilizados
Os avanços tecnológicos têm impulsionado a em diferentes soluções, tais como: gestão de fila,
utilização de sistemas embarcados na indústria, gerenciamento remoto de Data Centers
visto que, os mesmos estão se tornando mais (superaquecimento, inundação, entre outros.),
acessíveis e baratos. O crescente aumento desta área gerenciamento de acesso (pessoas e veículos), etc.
proporciona o uso de plataformas ou kits de Desse modo, a empresa Grupo Specto aderiu ao uso
desenvolvimento, chamados de computadores de dos SBCs e projetou uma placa expansora
placa única (do inglês, Single Board Computers – denominada Orange General Purpose (OGP) a qual
SBC), os quais apresentam uma estrutura é acoplada sobre os SBCs aumentando as
embarcada já desenvolvida, o que acaba funcionalidades dos mesmos e permitindo a
contribuindo para que projetistas de sistemas utilização em seus produtos. Entre as
foquem somente na aplicação e não desperdicem funcionalidades da placa OGP, a principal é a

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comunicação com outros dispositivos por meio da a eficiência energética da sala de servidores. Deste
interface serial (RS-232 e RS-485), tais como: modo, a aplicação desenvolvida utilizou a Rede de
impressora, módulos de comunicação sem fio, etc. Sensores Sem fio (do inglês, Wireless Sensor
Esta funcionalidade permite a integração com Networks - WSN) para monitorar o ambiente, tendo
diferentes soluções e equipamentos. Neste contexto, como coordenador da rede a SBC Banana Pi, que
visando minimizar possíveis perdas por meio de recebe as informações dos outros nodos e o
curto circuito e melhorar o processo de fabricação armazena com o software de monitoramento
da placa expansora OGP (versão 1.0.0), para Zabbix. Os parâmetros monitorados são:
maximizar a qualidade e a produtividade do temperatura, umidade e pressão atmosférica.
produto, com base na análise crítica do processo de O trabalho de Mcpherson et al. (2015) propõem
fabricação utilizando o mapa de processo, foram um novo ambiente de processamento de dados de
realizadas melhorias no layout da placa de circuito áudio e de sensor de latência ultra baixa em uma
impresso voltadas aos processos produtivos com o SBC. Para tanto, foi utilizado a plataforma
auxílio do software Altium Designer. Este trabalho Beaglebone
apresenta uma análise comparativa de trabalhos Black junto a uma placa expansora personalizada
relacionados; uma revisão da literatura, onde expõe que possui 8 canais áudio estéreo de 16 bits cada
os conceitos e definições relacionadas ao ADC e 16 bits DAC para sensores e atuadores. O
desenvolvimento deste; descreve o projeto uso da placa expansora combinada aos recursos do
desenvolvido; e por fim, apresenta os resultados sistema operacional Linux desempenhou e garantiu
obtidos em melhorias no projeto, processo e uma boa qualidade ao projeto proposto.
redução de custo. O trabalho de Tarange et al. (2015) propõem
reduzir o consumo de água em um sistema
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA automatizado de irrigação. Assim, o sistema
Neste capítulo, são apresentados os conceitos e proposto utilizou a rede de sensores sem fio com o
definições que possibilitaram o embasamento auxílio da SBC Raspberry Pi para coletar as
teórico para o desenvolvimento deste trabalho. informações de todos os sensores por meio do
protocolo de comunicação ZigBee, atuando como o
coordenador da rede de sensores sem fio. Os dados
2.1 Trabalhos relacionados
recolhidos são processados e armazenados em um
Esta seção analisa seis trabalhos relacionados banco de dados, auxiliando na análise para regar o
ao da solução proposta que utilizam SBCs com solo, o sistema ainda fornece uma interface Web
aplicações embarcadas, dispositivos externos e para que os usuários possam acessar e monitorar os
placas expansora, tendo funcionalidades distintas, dados analisados.
embora a concepção do uso de dispositivos e placas Pacheco et al. (2016) propôs um sistema de
externas seja similar à concepção desenvolvida medição, monitoramento e acionamento remoto de
uma carga elétrica, com o intuito de proporcionar
neste trabalho.
maior controle sobre as cargas instaladas em
Jain et al. (2014) projetou uma aplicação básica ambientes industriais ou comerciais, a fim de
de automação residencial com a SBC Raspberry Pi. aumentar a eficiência energética. Dessa forma, foi
Assim, foi desenvolvida uma aplicação que realiza a utilizado na solução proposta o SBC BeagleBone
leitura de um e-mail para acionar um LED no Black, junto a um adaptador Wirelles USB
ambiente externo. O algoritmo desenvolvido é RTL8188CUS para possibilitar a comunicação sem
genérico e flexível, e pode ser estendido para fio, um Módulo Relé 30/240Vac para acionar a
quaisquer aplicativos futuros, tais como: controle de saída digital da BeagleBone Black de acordo com o
energia, vigilância, etc. comando do usuário. Vale ressaltar que os dados
O trabalho de Pimentel et al. (2014) propõem monitorados podem ser acessados por meio de um
projetar uma SBC para o reconhecimento de computador pessoal ou smartphone que informará o
comandos de voz, logo, foi utilizado a SBC consumo em determinados intervalos de tempo.
BeagleBone Black junto ao módulo de A Tabela 1 compara o presente trabalho com os
reconhecimento de voz. O sistema desenvolvido, trabalhos relacionados, considerando (i) o uso de
inicialmente controla o acionamento de um LED Single Board Computer, (ii) softwares embarcados
RGB, porém a arquitetura é flexível e permite a (SE) e (iii) o uso de placa expansora. Observa-se
integração com diferentes interfaces. Os resultados que alguns trabalhos analisados possuem
dos testes realizados apontam a confiabilidade na características semelhantes às da solução proposta,
solução proposta. em especial, o uso de SBC e o uso de softwares
Camargo et al. (2015) propôs gerenciar embarcados. Logo, entre todos os trabalhos
dinamicamente as condições ambientais e melhorar pesquisados, não foi encontrado nenhum que

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realizou o desenvolvimento ou melhorias em uma crédito, sendo totalmente Open Source, tanto em
placa expansora para ser acoplada em alguma hardware como em software, sendo equipada com
Single Board Computer, que é o foco desta 1GB de memória RAM, uma CPU Quad-core
proposta. No entanto, muitas funcionalidades e ArmCortex A7 de 1.6 GHz, 10/100 Ethernet,
implementações verificadas puderam ser utilizadas entrada para cartão SD, três portas USBs, uma saída
no escopo deste trabalho. Mini-HDMI (High-Definition Multimedia
Interface), além dos recursos da GPIO que
Tabela 1: Trabalhos Relacionados facilitam a integração com outros hardwares. O
Referências (i) ( ii ) ( iii ) custo da Orange Pi PC está no valor de U$15
Uso Softwares Uso de dólares e vale ressaltar, que a mesma suporta os
SBC Embarcado Placa sistemas operacionais Android, Lubuntu, Debian,
Expansora RaspbianImage, entre outros. Uma única fonte de
alimentação CC de 5 volts e 2 amperes é suficiente
Jain SIM - -
para alimentar o dispositivo (LEHRBAUM, 2015;
et al. (2014)
BROWN, 2015; OPP, 2017).
Pimentel SIM SIM -
A Orange Pi PC foi projetada para ter um
et al. (2014)
design simples, barato, além de possibilitar a
Camargo SIM SIM -
criação de uma variedade de aplicações, tais como
et al. (2015)
jogos, redes de sensores sem fio, robótica, dentre
Mcpherson SIM SIM SIM
outros. Ainda podem ser projetadas placas
et al. (2015)
expansoras que possibilitem realizar a integração
Tarange SIM SIM - com outros dispositivos periféricos por meio dos
et al. (2015) recursos da GPIO (BROWN, 2015; OPP, 2017). A
Pacheco SIM SIM - Figura 1 ilustra o lado superior e inferior da SBC
et al. (2016) Orange Pi PC.
Este SIM SIM SIM
Trabalho

2.2 Pesquisas sobre SBC

A fim de escolher um SBC, a empresa Grupo
Specto considerou alguns fatores que deveriam ser
atendidos, por exemplo, custo, tamanho da memória
RAM, desempenho da CPU, suporte da comunidade
para obter auxílio em alguma dificuldade em
hardware ou software e que o sistema operacional
fosse Linux (Debian ou Ubuntu). Ainda, vale
destacar que a pesquisa disponibilizada por Brown
(2017) também auxiliou nesta escolha, pois expôs
alguns aspectos importantes que devem ser levados
em consideração na hora da escolha da SBC. A
pesquisa de Brown (2017) foi realizada em parceria
com LinuxGizmos.com e a Fundação Linux, a qual
divulgou 98 SBCs que estão disponíveis no Figura 1 - Orange Pi PC – Imagem superior e inferior
do hardware
mercado, e que foram avaliadas em termos do custo,
suporte para software Open Source, suporte da Fonte: Adaptado de OPP (2017)
comunidade, informações do hardware 2.4 Placa Expansora OGP Benchmarking
(documentação) e interfaces de entrada e saída,
A Orange Pi PC oferece uma grande
armazenamento no dispositivo e desempenho
quantidade de bibliotecas e uma ampla gama de
gráfico. Assim, este trabalho utilizou o SBC
placas expansoras que podem ser acopladas
projetado pela Orange Pi, a Orange Pi PC, a qual
perfeitamente por cima da mesma, expandindo suas
tem o melhor custo benefício na questão de
funcionalidades e possibilitando a criação de
processamento e memória, além do menor custo
diferentes aplicações de modo rápido e simples.
entre todas as avaliadas.
Essas placas expansoras, por exemplo, podem
2.3 Orange Pi PC Benchmarking conter sensores, módulos de comunicação, displays
de LCD, etc. Dessa forma, a empresa Specto
A Orange Pi PC inicialmente foi lançada em
realizou uma pesquisa de mercado buscando uma
2014 e é um SBC do tamanho de um cartão de

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placa expansora que tenha os módulos de A placa expansora OGP possibilita a

comunicação como RS-232, RS-485 e um circuito comunicação com o mundo externo por meio da
de relógio de tempo real (do inglês, Real Time Orange Pi PC utilizando recursos da GPIO para
Clock- RTC). Assim, a Tabela 2 apresenta os quatro efetuar a integração com outros dispositivos. Logo,
hardwares encontrados. a figura 3 apresenta um diagrama em blocos que
representa essas conexões.
Tabela 2 - Orange Pi PC: Placas expansoras

Nome Custo/ Tensão de Taxa de

Dólares Operação Transferência

RS485 Pi 10,99 3,3V 2000 kbits/s

RTC Pi 8,25 5,5V -

Serial Pi 8,99 5,5V 250 kbits/s

Plus

Serial Pi 8,49 5,5V 250 kbits/s

Zero

Fonte: Abelectronics (2017)

No entanto, entre todas as placas pesquisadas,

não foi encontrada nenhuma que tenha todas as
especificações necessárias, ou seja, um regulador de
tensão, um RTC e interface serial (RS-232 e RS-
485) na mesma PCI. Sendo assim, a empresa Grupo
Specto projetou uma PCI, denominada OGP, que
dispõe de um RTC para manter a data e a hora
atualizadas mesmo quando a energia do sistema não Figura 3 - Diagrama em bloco - Placa expansora
está mais disponível, três interfaces seriais (duas OGP.
RS-232 e uma RS-485) para realizar a integração A Figura 4 apresenta a versão 1.0.0 da placa
com outros dispositivos que dispõem da mesma expansora que foi projetada pela empresa Grupo
interface de comunicação por meio do conector RJ- Specto para a Orange Pi PC.
11 e, por fim, um regulador de tensão de 12 Volts
para 5 Volts. A Figura 2 exibe a arquitetura da placa
expansora, com todos os circuitos que foram
projetados (RTC, regulador de tensão e interface
serial).

Figura 4 - Placa expansora (versão 1.0.0) – Imagem

Figura 2 - Arquitetura da Placa Expansora OGP. inferior e superior do hardware.

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A OGP comunica-se com os outros dispositivos A Figura 6 exibe a placa expansora (versão
(impressoras, transceptores de Rádio Frequência, 1.0.0) acoplada em cima da Orange Pi PC.
sensores, máquinas industriais, etc..) por meio da
interface serial (RS-232 ou RS-485). Desse modo,
a placa desenvolvida pela empresa Grupo Specto
permite a criação de inúmeras aplicações e
compreende diferentes protocolos de comunicação
entre vários dispositivos conectados a este, logo, a
mesma pode ser utilizada de forma genérica para
realizar a integração com diferentes dispositivos e
sensores para as mais distintas soluções. A Figura 5
apresenta a arquitetura da solução proposta, onde a
Orange Pi PC pode ter inúmeras aplicações
embarcadas que interagem com diferentes
aplicações WEBs externas para solicitar, repassar
ou monitorar qualquer tipo de informação dos
dispositivos que estão conectados por meio da
interface serial (RS-232 ou RS-485), tais como os
dispositivos de automação industrial ZAP91X e
P7C da Hiltecnologia (2018) ou o módulo de
comunicação sem fio da Minibox (2018). Figura 6 - Placa expansora OGP sobre a Orange Pi PC.

2.5 Projeto do layout da PCI

Com o intuito de melhorar o projeto e o
processo de fabricação da placa expansora (versão
1.0.0), foi visto na literatura alguns conceitos que
são importantes para concepção da mesma, tais
como o tipo de laminado e tamanho das trilhas.
2.5.1 Tipos de Laminado
O Laminado é utilizado como material base
para a fabricação da placa de circuitos impresso,
logo, é empregado para a sustentação das trilhas e
dos componentes eletrônicos que são montados.
Existem diversos tipos de laminados na indústria,
por exemplo, os mais comuns são FR1, FR2, CEM3
e FR4. Porém, o laminado utilizado dependerá das
especificações de cada projeto. A Tabela 3
apresenta os principais materiais utilizados como
base isolante em PCIs (CAMILO, 2015). Vale
ressaltar que na placa expansora OGP versão 1.0.0
foi utilizado o laminado composto com resina epóxi
e fibra de vidro (FR4), posto que é um dos mais
comuns e viabiliza a concepção da mesma.

Figura 5 - Arquitetura da solução proposta.

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largura do cobre e a elevação de temperatura.

Tabela 3 - Tipos de laminados e aplicação Assim, com auxilio deste gráfico, foi projetado o
tamanho das trilhas para a placa expansora versão
Laminado Características Layers 1.0.0, sendo mencionado trilhas para suportarem
uma corrente de 2 amperes e uma temperatura de
Material composto de 30ºC acima da temperatura ambiente, e ainda uma
FR1 resina fenólica fibra de 1 espessura de cobre de 1 onça por pé quadrado (1 oz
celulose = 35µm, 1,378 mils). Por meio da análise gráfica,
foi verificado que a largura correspondente da trilha
Similar a FR1, pois é é de 20 mils.
FR2 alterado as proporções 1
de resina e fibra de
celulose.

CEM1 Material composto de

resina epóxi e fibra de 1e2
celulose.

CEM3 Similar ao CEM1, pois

são alteradas as 2
proporções dos
materiais.

FR4 Material composto de 2

resina epóxi e fibra de ou mais
vidro.

FR5 Similar ao FR4 com 2

variações nas ou mais
proporções dos
materiais.

POLUMIDA Poliester e Kapton 1,2

ou mais

ALUMINA Cerâmica 1

BASE MCPCB-Metal Core 1

METÁLICA PCB

PRFE Polytetrafluorethylene 1
Figura 7 - Gráfico que indica o tamanho da trilha.
(Teflon)
Fonte: Adaptado de TERROSO (2005)

Fonte: Adaptado de Camilo (2015) Neste contexto, foi utilizado o

software Altium Designe para realizar o
2.5.2 Tamanho das Trilhas desenvolvimento da placa expansora (1.0.0), logo
foi empregado o recurso de regras de largura e
O tamanho das trilhas é determinado distância entre trilhas. A Figura 8 exibe as duas
dependendo do projeto, em especial, depende da regras definidas na versão 1.0.0, a primeira regra
corrente que irá circular pelo circuito e da determina a espessura a ser utilizada para todas as
temperatura de operação. Desse modo, quanto rotas não especificadas tendo a corrente máxima de
maior a corrente no circuito, maior será a largura da 1 ampere, já a segunda determina somente o
trilha necessária, para que o mesmo não apresente tamanho das seguintes rotas VDD_3V3, VDD_5V,
nenhum tipo de problema, como abertura da trilha VDD_12V e GND que podem conter no máximo 2
ou superaquecimento. amperes. Vale ressaltar que neste caso o tamanho
Há variadas formas de se determinar o tamanho das trilhas foi fornecido em milímetro (mm), logo
das trilhas, a Figura 7 exibe um gráfico que foi convertido 20mils para 0,508mm.
relaciona a corrente elétrica, espessura do cobre,

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circuito impresso por meio de furos que atravessam

a mesma. Os componentes SMDs dispõem de
terminais de conexão que fazem parte do próprio
corpo do componente. Assim, seus terminais de
conexão são montados diretamente sobre a
superfície da placa de circuito impresso que é
denominada pad ou ilha de solda.

Figura 8 - Regras definidas no projeto (Altium

Designer).
2.6 Processos de Montagem de Placas
Figura 9 - Componente PTH e SMD.
Eletrônicas
Compreender os processos de montagem de 2.6.1 Normas
uma placa de circuito impresso contribui para o
desenvolvimento de layouts mais adequados e A Association Connecting Electronics
eficientes para posterior produção. A montagem dos Industries (IPC) instituída em 1957 com o nome de
componentes eletrônicos pode ser realizada de três Instituto de Circuito Impresso estudam e
modos, o primeiro modo é pela forma totalmente desenvolvem técnicas empresariais para a melhoria
manual para pequena produção, já o segundo, é pela dos padrões da indústria eletrônica, especialmente
forma totalmente automática sendo utilizado para para desenvolvedores, e montadores de circuito
grandes volumes, e o terceiro é o mais comum impresso ou empresas fabricantes de eletrônicos. A
envolvendo ambos os processos (JADHAV, 2005). IPC dispõe de mais de 200 comitês dedicados ao
Vale destacar que cada vez mais a indústria deseja desenvolvimento de técnicas industriais, do mesmo
montar as placas de circuito impresso de forma modo também aceitam sugestões de seus
automatizada, embora, ainda seja uma tarefa difícil, colaboradores afiliados. Os padrões IPC abrangem
pois a maioria dos projetos de placas eletrônicas é produtos eletrônicos comerciais (classe I),
desenvolvida mesclando as tecnologias SMD industriais (classe II) e militares (classe III).
(Surface Mounting Devices) e PTH (Pin Through Os padrões da IPC são adotados
Hole), inviabilizando às vezes a montagem de internacionalmente na indústria eletrônica pelo fato
forma totalmente automática. Ainda, ressalta-se de proporem programas de melhoria de tecnologia,
que existem no mercado processos automatizados criação de políticas ambientais e incentivar
de montagem de placas eletrônicas para participação de todos os seus membros nessas
componentes SMD com capacidade de inserção de atividades, bem como se compromete a cooperação
componentes da ordem de cem mil componentes com todas as organizações relacionadas.
por hora (JADHAV, 2005), o mesmo acontece com A norma IPC-A-610D determina os padrões de
os componentes PTH, tendo máquinas chamadas de aceitabilidade internacional de montagem de
insersoras automáticas que dispõem capacidade de produtos eletrônicos por meio da análise visual,
montar aproximadamente vinte mil componentes ainda, denota recomendações sobre o processo de
por hora (UNIVERSAL, 2017). A Figura 9 aceitação no domínio da qualidade para produtos
apresenta um exemplo dos componentes PTHs e eletrônicos em geral, sendo um dos padrões mais
SMD. Os componentes PTH dispõem de terminais utilizado na eletrônica. Ainda, esta norma determina
elétricos que estão conectados no corpo do os dois tipos básicos para a montagem de PCI, no
componente e são montados sobre a placa de primeiro tipo, os componentes são montados e

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soldados em apenas um lado da PCI, já o segundo melhor qualidade de solda dos componentes
tipo, os componentes são montados e soldados em montados na superfície da placa de tecnologias
ambos os lados da PCI (SILVA, 2015; MIC, 2015). SMD; a segunda onda é laminar sendo mais
A Figura 10 exibe os dois tipos de montagem de indicada para os componentes PTHs, entretanto a
PCI. onda turbulenta geralmente opera em conjunto com
a laminar para garantir a soldagem de todos os
componentes.

Figura 10 - Tipos básicos de montagem de PCI.

Fonte: Adaptado de Silva (2015).

2.7 Processos de Solda em PCIs

Nesta seção serão apresentados os processos de

solda em uma placa eletrônica. Existem quatro Figura 11 - Método de solda por solda onda.
processos para soldar os componentes, sendo eles: a Fonte: Adaptado de Camilo (2015)
solda por onda (wavesolder), por refusão
(reflowsolder), pelo processo manual ou pela A Figura 12 exibe todo o processo de solda
combinação dos três processos anteriores. Será onda para componentes SMD. Os componentes
descrito somente o processo por solda onda e por primeiramente são adesivados na placa de circuito
refusão, visto que a proposta deste trabalho propõe impresso por meio de pontos de cola localizados na
automatizar todo processo de montagem de área de ocupação de cada componente, em
componentes eletrônicos. sequência, são posicionados por insersoras
automáticas e em seguida são colocados em uma
2.7.1 Solda Onda estufa para curar a cola. Posteriormente à cura, é
realizada a solda onda e, por fim, a placa é
O uso de componentes SMD e PTH na mesma encaminhada para verificação de falha ou erros na
placa de circuito impresso está cada vez mais montagem (CAMILO, 2015).
comum na indústria, trazendo alguns desafios para o
processo de soldagem, pois exige tecnologias
avançadas. O processo de solda por onda é o
principal processo utilizado nas indústrias, neste
processo basicamente, existe 3 etapas distintas,
sendo elas a de fluxagem, o pré-aquecimento e de
soldagem. O fluxo de solda promove a limpeza da
superfície da placa e terminais dos componentes,
evitando a oxidação dos mesmos, assegurando
assim a qualidade da solda. O pré-aquecimento
permite secar e ativar o fluxo, evaporar os solventes
presentes no fluxo, além de pré-aquecer a placa
evitando choque térmico ao encontrar a onda de
solda quente. Já na etapa de soldagem, a placa com
os componentes eletrônicos são passados por cima
de um tanque de solda derretida, seus terminais são Figura 12 - Processo de Solda Onda (SMD).
mergulhados nessa solda e soldando-os todos de Fonte: Adaptado de Camilo (2015)
uma só vez, ou seja, os componentes PTH e SMD
podem ser soldados simultaneamente (CAMILO, A Figura 13 exibe todo o processo de solda
2015). A Figura 11 exibe todo o processo de solda onda para componentes PTH. Neste processo, os
onda utilizando os componentes PTH e SMD na componentes são posicionados na placa, vale
mesma placa de circuito impresso. A primeira onda destacar que a inserção dos componentes PTH, pode
de solda derretida é turbulenta, e possibilita a acontecer por meio do processo automatizado ou

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manual. Posteriormente, são levados para a máquina soldagem da placa eletrônica por meio da onda de
de solda onda para ser aplicado o fluxo de solda, na solda (CAMILO, 2015).
sequência, são levados para a esteira e então passam
pelo tanque de solda derretido. Por fim, ocorre o
resfriamento e posteriormente a inspeção da mesma
(CAMILO, 2015).

Figura 13 - Processo de Solda Onda (PTH).

Fonte: Adaptado de Camilo (2015)

A Figura 14 exibe o perfil térmico

recomendado para solda por onda, em que é
considerado um equipamento com dupla onda para Figura 14 - Perfil térmico de solda onda.
a montagem de componentes SMD e PTH. Como Fonte: Adaptado de Camilo (2015)
exibido no gráfico, o tempo total necessário para
soldar uma placa é de 5 minutos. Assim, nos A Figura 15 mostra exemplos de ladrão de
primeiros 2 minutos acontece o pré-aquecimento da solda, onde na imagem (a) exibe o ladrão de solda
placa por meio da rampa de subida da temperatura separado da ilha de solda, já na imagem (b) o ladrão
de 60ºC por minuto, até alcançar a temperatura de solda é a própria ilha de solda.
aproximada de 140ºC, para que o fluxo de solda
seja ativado corretamente. A segunda etapa é o pré-
aquecimento que ocorre no período de 2 a 3
minutos, onde a rampa de temperatura também está
subindo 60ºC por minuto, até atingir
aproximadamente 200º C, quando deve ocorrer a
volatilização do fluxo de solda por completo.
Assim, aos 4 minutos procede a entrada da placa na
primeira onda de solda atingindo 250º C e, na
sequência, a placa passa pela segunda onda tendo
como temperatura máxima 260º C completando o
ciclo de soldagem. Posteriormente à segunda onda Figura 15 - Ladrão de Solda.
de solda, as placas devem sair da zona de Fonte: Adaptado de Camilo (2015)
aquecimento e se resfriar para serem encaminhadas
para as próximas etapas de revisão e testes. Ainda No processo de solda onda, a onda pode ser
se destaca, que é importante o design de layouts das bloqueada por algum componente, causando
PCIs, pois um projeto bem elaborado pode evitar sombreamento de componentes vizinhos e
problemas relacionados a falhas no processo de impossibilitando a solda dos mesmos (CAMILO,
solda, tais como: curto circuito, má formação no 2015). Desse modo, posicionar os componentes
processo de solda, entre outros fatores que visando o processo de soldagem é a melhor solução
contribuem para a geração de retrabalhos pelas para prevenir retrabalhos. A Figura 16 exibe um
montadoras de placas eletrônicas (CAMILO, 2015). layout de uma PCI onde os componentes SMD
Dessa forma, são utilizadas técnicas para causam sombra nos componentes que estão em
minimizar e/ou eliminar curtos de solda no posição distintas. A imagem (a) exibe os pontos que
desenvolvimento de PCI, tais como: ladrão de solda não estão em contato com a solda, a (b) exibe a
e orientação do componente na placa. O ladrão de sombra dos componentes (CAMILO, 2015). Vale
solda é uma ilha extra que é utilizada para absorver destacar que no projeto em questão (placa 2.0.0),
o excesso de solda que normalmente se acumula nos optou-se por usar todos os SMD do lado inferior da
dois últimos pinos do componente, tendo como PCI, assim todos os componentes são soldados por
objetivo reduzir ou eliminar os curtos circuitos de refusão e não apresentam esse tipo de problema.
solda, que são causados durante o processo de

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Figura 16 - Componentes causando sombra.

Fonte: Adaptado de Woodgate (1988).

2.7.2 Refusão

O processo de refusão é o mais automatizado

na montagem de placas eletrônicas, envolvendo o
controle das temperaturas nas zonas de aquecimento
do forno de refusão, a alta precisão de ferramentas
para posicionar os componentes e o manejo dos
componentes (SARVAR, 1998; IDNANI, 2007), Figura 17 - Método de solda por refusão.
logo, também exigem que os layouts estejam Fonte: Adaptado de Camilo (2015)
adequados, especialmente, quando a montagem
envolve duplo processo envolvendo solda por onda A Figura 18 exibe o perfil térmico recomendado
e por refusão. Neste processo basicamente, ocorre a para o forno de refusão quando utilizado na solda de
aplicação da pasta de solda diretamente nas áreas de componentes SMD em placas eletrônicas. Como
solda (pads), posteriormente, os componentes são exibido no gráfico, o tempo total necessário para a
inseridos sobre a PCI por meio da máquina solda de uma placa é de 300 segundos. Assim, nos
insersora automática pick and place, e em seguida, a primeiros 120, segundos acontece o pré-
placa com os componentes são levados ao forno de aquecimento da placa por meio da rampa de subida
refusão para serem soldados. A Figura 17 exibe da temperatura de 3º C por segundo, até alcançar a
todas as etapas envolvidas no processo de refusão: a temperatura aproximada de 200º C. A segunda
aplicação da pasta de solda no pad, a inspeção etapa é o processo de refusão que ocorre no período
automática da pasta de solda, a montagem do de 130 a 180 segundos, onde a rampa de
componente SMD, o fluxo de ar quente e, por fim, a temperatura também está subindo 3º C por segundo,
inspeção automática da solda. até atingir aproximadamente 250º C, completando o
Vale ressaltar que, de acordo com Camilo ciclo. Assim, a temperatura começa a descer para
(2015), a temperatura envolvida no processo de posteriormente a placa se resfriar e ser encaminhada
refusão deve estar sempre controlada para não para as próximas etapas de revisão e testes
exceder a temperatura suportada pelos componentes (CAMILO, 2015).
SMD.

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2.9 Pontos de teste

Existem inúmeras aplicações com placa de
circuitos impressos, e um requisito fundamental em
todos os projetos é que as PCIs devem funcionar de
acordos com suas especificações sem erros ou
falhas. Dessa forma, a indústria de fabricação de
PCIs e os fabricantes de produtos eletrônicos
enfrentam um grande desafio para estabelecer uma
variedade de procedimentos de inspeção e teste para
garantir a qualidade dos produtos. Para tanto, a
inspeção e o teste identificam as placas defeituosas
e fornecem feedback sobre processo, o que auxilia
na melhora contínua, maximizando o rendimento
Figura 18 - Gráfico de temperatura de Refusão. final e a máxima confiabilidade dos produtos. Vale
Fonte: Adaptado de Camilo (2015). destacar que, cada PCI precisa ser inspecionada e
testada de acordo com o seu design e suas
2.8 RoHS especificações. Algumas máquinas de pick and
place dispõem de recursos embutidos que lhes
A diretiva RoHS (Restriction of Certain permitem verificar se há componentes defeituosos e
Hazardous Substances) de 2006, proporcionou uma desalinhamento. Além disso, existem testes de PCI
série de restrições a respeito da composição da liga que podem ser realizados de duas formas: teste de
de solda para a eletrônica, embora, ainda seja circuito (ICT) ou teste de verificação funcional
utilizada a liga de solda estanho/chumbo pela (FVT). O ICT realiza testes paramétricos dos
indústria de montagem de placa eletrônicas em componentes individuais, verificando curtos,
diferentes países (MADUREIRA, 2009; resistência, capacitância e outros fatores que
ALMEIDA, 2013). Assim, destaca-se que esta demonstram o correto funcionamento do mesmo.
normativa foi estabelecida basicamente pelo Os testes funcionais determinam se as
problema da reciclagem dos equipamentos funcionalidades dos produtos estão de acordo com
eletrônicos, pois a maioria dos equipamentos são suas especificações e possibilitam a decisão final
descartados em latas de lixo ou aterro sanitário. em que o produto está aprovado ou não. Ainda se
Sendo assim, a partir de 2006, as indústrias tiveram destaca, que alguns problemas podem surgir na
que se adequar às novas exigências do mercado e, concepção de uma placa de circuito impresso, por
neste sentido, algumas substâncias (cádmio, exemplo, os componentes que podem estar
mercúrio, cromo hexavalente, bifenilos desalinhados, e as conexões de solda podem não
polibromados, éteres difenil-polibromados e estar completas. O excesso de solda pode causar
chumbo) estão sendo banidas dos processos curto circuito (GERLACH, 2016; HOUDEK, 2016).
industriais, principalmente na indústria eletrônica, Os diferentes métodos de inspeção e teste têm
pois a liga de solda não pode mais conter diferentes níveis de eficácia para cada tipo de
substâncias de chumbo. Dessa forma, defeito. Portanto, a inspeção e os testes garantem a
principalmente para a indústria que exporta seus alta qualidade na fabricação de PCIs e produtos
produtos para a Europa, inicializou-se um processo eletrônicos, para tanto, este trabalho propõem adotar
de mudança em sua linha de montagem utilizando a adição de pontos de testes na placa expansora
novas ligas de solda que não contenham o chumbo. (2.0.0), visando tornar o processo mais confiável, já
Essas novas substâncias, implicam em vários que a mesma pode ser testada na linha de produção.
desafios, por exemplo, não existe um padrão 2.10 Ponto Fiducial
industrial para a solda sem chumbo, sendo assim, a
temperatura de fusão mudará dependendo das Os pontos fiduciais são marcadores físicos na
substâncias utilizadas. Para tanto, a indústria vem se PCI utilizadas pelas maquinas pick and place como
adequando a estas novas exigências e está pontos de referências para posicionamento dos
utilizando a solda “lead free” que se refere à solda componentes SMD sobre a PCI durante o processo
que não contém chumbo na sua composição. No de montagem da placa. Basicamente, é uma
Brasil a liga SAC305 (Sn3Ag0.5Cu) é uma das ligas abertura de máscara de solda redonda com cobre nu
de solda sem chumbo mais conhecidas (CAMILO, e redondo no centro. O cobre nu tem um diâmetro
2015, MADUREIRA, 2009; ALMEIDA, 2013). menor do que a abertura da máscara de solda. Vale
ressaltar, que não há nenhuma regra sobre
quantidade de pontos fiduciária que devem ser

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inseridos na PCI. O recomendado é que sejam

posicionados dois pontos fiduciais nas duas
extremidades da PCI (FIDUCIAL, 2017). A Figura
19 exibe como é o ponto fiducial.

Figura 19 - Ponto Fiducial.

Fonte: Adaptado de Fiducial (2017).

3 DESENVOLVIMENTO DO PROJETO
Este capítulo apresenta o mapa de processo da
placa expansora versão 1.0.0, seguida pela análise
das oportunidades de melhorias e, por fim é
apresentado o novo projeto da placa OGP versão
2.0.0.

3.1 Mapa de processo da placa OGP 1.0.0

A Figura 20 apresenta o mapa de processo da

placa expansora da versão 1.0.0, ou seja, sem
nenhuma melhoria no layout, para tanto, neste
modelo simplificado, a placa deve passar pelos
seguintes procedimentos: (I) Preparar para solda
realizando a limpeza da PCI; (II) Pasta de solda
para fixação dos componentes SMD; (III) Inserção
dos componentes SMD utilizando a máquina de
pick and place; (IV) Solda por refusão nos
componentes SMD; (V) Inserção de componentes
PTH na parte superior da PCI; (VI) Solda onda dos
componentes PTH; (VII) inserção de componentes
PTH na parte inferior da PCI; (VIII) Solda onda
seletiva dos componentes PTH; (IX) Inspeção
manual de falhas no processo de fabricação; (X)
Teste de circuito (ICT) para validar o produto,
verificando problemas como curto-circuito, etc;
(XI) Teste de verificação das funcionalidades (FVT)
para validar se o produto está operando de acordo
com suas especificações.

Figura 20: Mapa de processo da versão 1.0.0

3.2 Análise das oportunidades de melhorias

Avaliando o mapa de processo da placa OGP

versão 1.0.0, verifica-se que a inserção dos

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componentes SMD é um ponto crítico, pois a • Espessura do laminado: 1.6mm;

mesma não dispõe de pontos fiduciais para auxiliar • Espessura do cobre: 1 onça por pé quadrado
no posicionamento dos componentes SMD. Outro (1 oz= 35µm, 1,378 mils);
ponto crítico é a orientação dos terminais dos • Número de layer: 2;
componentes em relação a solda onda, assim como • Tipo de laminado: FR4;
a ausência de ladrões de solda, estes dois fatores são • Largura e comprimento da PCI: 57x 86mm;
críticos e podem provocar problemas de curto • Tipo de acabamento superficial: HASL
circuito no processo, principalmente, nos terminais (Hot Air Solder Level); e
dos conectores e no componente U6. O uso de
• Tipo de acabamento mecânico: Vinco.
componentes PTHs dos dois lados da placa OGP
(1.0.0) torna necessário mais uma etapa de processo
3.3.2 - Melhorias em termos de processo de
somente para realizar a solda nos conectores CN1,
fabricação
CN2, J3 e P5 (únicos componentes PTHs do lado
inferior da placa). Os mesmos são exibidos na
No processo de fabricação da placa expansora
figura 21.
(2.0.0), buscou-se eliminar e reduzir os pontos
críticos vistos no mapa de processo da placa
expansora versão 1.0.0, assim como o custo e a
ocorrência de possíveis defeitos por curto de solda.
Dessa forma, foi realizada a revisão do layout da
placa expansora, reposicionando os componentes
com relação ao fluxo de solda, que é um ponto
crítico, e por isso os componentes e os conectores
estão sempre entrando no sentido longitudinal com
relação ao fluxo de solda para evitar curto circuitos.
Ainda todos os componentes SMDs e PTHs foram
inseridos na parte superior (Top Layer) da PCI,
logo, esta alteração deve facilitar e reduzir o custo
Figura 21 - Componentes PTH no lado inferior –
da montagem dos componentes, pois todos
OGP (1.0.0). componentes serão montados do mesmo lado,
eliminando um dos processos de solda a onda.
Este tipo de processo é crítico e muitas vezes Ainda, foi adicionado o espaço para posicionar a
são feitos da forma manual, sendo um "gargalo" etiqueta de identificação do produto, possibilidade
para a linha de produção. Na parte dos testes, essa que não havia na versão 1.0.0. A Figura 22
verifica-se que a disponibilidade de pontos de testes exibe o novo layout da placa expansora, sendo
promove um processo automatizado e garantem apresentado o lado superior e o inferior da PCI,
uma melhor cobertura dos testes. Deste modo, com assim como, a descrição da versão da placa (2.0.0) e
base nestes pontos críticos foi realizado um novo o espaço para colocar a etiqueta de identificação do
layout da placa OGP versão 2.0.0 para minimizar produto.
e/ou eliminar possíveis anomalias. Diante do apresentado, também foram
adicionados pontos de teste em todos os circuitos
3.3 Projeto Placa OGP versão 2.0.0 (serial, fonte de alimentação e RTC) da PCI para
auxiliar na identificação de placas defeituosas
Este capítulo detalha as etapas do durante a montagem dos componentes eletrônicos,
desenvolvimento deste trabalho. Primeiramente, fornecendo assim um feedback sobre o processo de
será apresentada as especificações da placa montagem, auxiliando na melhora contínua e na
expansora, seguidas pelas melhorias em termos de confiabilidade do produto. A Figura 23 evidência os
processo de fabricação, substituição de pontos de testes adicionados na placa expansora.
componentes PTH por SMD e as melhorias em Vale destacar, que foram inseridos 39 pontos de
testes que estão distribuídos entre o lado superior e
termos de EMC. Por fim, será apresentada a análise
inferior da PCI para facilitar os testes na linha de
financeira.
produção, visto que foi a melhor forma de
posicionar os mesmos, posto que no lado superior
3.3.1 – Especificação da Placa expansora
da PCI há muitos componentes, trilhas e vias de
circuitos.
A placa expansora OGP versão 2.0.0, possui a
mesma especificações e dimensionamento físico da
versão 1.0.0, conforme a seguir:

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Figura 24 - Pontos fiduciais adicionados na placa

expansora.

Por fim, foram adicionados ladrões de solda na

PCI, principalmente, nos conectores e no regulador
de tensão para reduzir ou eliminar possíveis curtos
circuitos de solda durante o processo de solda onda.
A Figura 25 exibe os ladrões de solda que foram
adicionados na placa expansora, em especial, nos
conectores CN1, CN2, J3, P3 e por fim, no
componente U6, conforme apresentado a seguir.
Figura 22 - Placa expansora (versão 2.0.0)– Imagem
superior e inferior do hardware.

Figura 25 - Ladrões de solda adicionados na placa

expansora.

3.3.2.1 Mapa de processo da nova versão da placa

expansora

Considerando que o uso de componentes PTHs

dos dois lados da placa OGP (1.0.0) é uma etapa
crítica, todos os componentes SMDs e PTHs foram
inseridos na parte superior da PCI. Sendo assim,
foram eliminadas duas etapas (Inserção manual dos
componentes PTHs na parte inferior e Solda onda
seletiva) do mapa de processo da placa OGP versão
2.0.0. A Figura 26 exibe o novo mapa de processo o
Figura 23 - Pontos de testes adicionados na placa qual deve passar pelos seguintes procedimentos
expansora. durante a produção: (I) Preparar para solda
realizando a limpeza da PCI; (II) Aplicação da pasta
Posteriormente, foram inseridos dois pontos de solda; (III) Inserção dos componentes SMD
fiduciais em cada lado da PCI já que é uns dos utilizando a máquina de pick and place; (IV) Solda
pontos críticos do mapa de processo da placa versão por refusão dos componentes SMDs; (V) Inserção
1.0.0. A figura 24 exibido os mesmos. dos componentes PTH, posicionando os mesmos

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corretamente na placa; (VI) Solda a onda dos Figura 26: Mapa de Processo versão 2.0.0
componentes PTH; (VII) Inspeção manual de falhas 3.3.3 Melhorias em termos de EMC
no processo de fabricação; (VIII) Teste de circuito
(ICT) para validar todos os circuitos; (IX) Teste de Durante o processo de desenvolvimento da
verificação funcional (FVT) para validar as nova placa expansora foram tomados alguns
funcionalidades do produto. cuidados em relação à compatibilidade
eletromagnética (EMC), sendo abordadas algumas
boas práticas, tais como o agrupamento de
componentes, plano de terra e capacitores de
desacoplamento. O plano de terra, na placa de
circuito interno é fundamental para minimizar
problemas de compatibilidade eletromagnética,
dessa forma, foi criado um plano de terra em toda
parte superior e inferior da PCI. Posteriormente,
para prevenir problemas de EMC também, foi
realizado o agrupamento dos componentes de
acordo com suas funcionalidades sobre a PCI, tais
como, seções analógicas, seções digitais e fonte de
alimentação. As trilhas de cada grupo estão
divididas conforme as suas respectivas áreas
designadas. Ainda, para evitar qualquer anomalia no
funcionamento do sistema por conta de ruídos na
fonte de alimentação, foi adicionado um capacitor
100nF cerâmico ligado a entrada da alimentação
para filtrar qualquer ruído.

3.3.4 Substituição de Componentes PTH por SMD.

Visando reduzir e eliminar as etapas de

montagem manual e de solda onda do mapa de
processo, estão sendo analisados e definidos
componentes SMDs para substituir os atuais
componentes PTHs. Embora essas alterações
dependam de homologação dos mesmos, posto que
a empresa Grupo Specto desenvolve outros
hardwares e assim, precisa homologar esses para
facilitar e permitir a compatibilidade com os demais
produtos, logo, deve ser comprado 3 amostras de
cada componente de fabricantes distintos, para
então ser montado e validado junto aos demais
hardwares da empresa. A Tabela 4 exibe alguns
componentes que já estão sendo homologados para
substituir os componentes PTHs, os mesmos são
encontrados na DIGIKEY (2017).
Tabela 4 - Componentes em homologação

Componentes
Part Number Descrição

495-5837-6-ND FIXED IND 330UH 650MA 810

MOHM

641-1015-2-ND DIODE SCHOTTKY 40V 1A

DO214AC

565-2224-1-ND CAP ALUM 470UF 20% 25V SMD

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A Tabela 7 exibe o resultado comparativo dos

3.3.5 Análise Financeira custos envolvidos na fabricação e montagem dos
componentes da placa OGP na versão 1.0.0 e 2.0.0.
Nesta seção será apresentada a análise de custo
para a concepção da placa OGP, seguida pela Tabela 7 - Custo de Fabricação – Versão 1.0.0 e
análise de custo do esforço da engenharia e por fim, 2.0.0
a análise de custos envolvidas no Payback (DE
CAMARGO, 2016). Placa Expansora OGP
Descrição Custo Custo Diferença
3.3.5.1 Análise de custo para concepção da placa (R$) (R$) De Custo
OGP Versão Versão (R$)
1.0.0 2.0.0
Para avaliar o protótipo desenvolvido, foram
realizadas cotações para 50 unidades da nova versão Fabricação
da PCI 13,85 9,90 3,95
da placa expansora com empresas terceiras que
trabalham com a fabricação de Placa de Circuito Montagem
Impresso e montagens de componentes eletrônicos. de 7,15 6,85 0,30
A tabela 5 exibe as cotações realizadas para Componentes
manufatura das PCIs: Total 21,00 16,75 4,25
Tabela 5 - Custo de Fabricação PCI – Versão 2.0.0
Verifica-se que as alterações realizadas no
Empresa Unidade Custo de Diferen projeto (2.0.0) reduziram o custo de fabricação e de
Fabricação da ça de montagem dos componentes, logo, teve-se a
PCI custo redução de R$ 4,25 por placa.
(Versão 2.0.0) (R$) Assim, é possível perceber que a nova versão
Empresa 50 495,00 desenvolvida teve redução de custo da fabricação da
X1 85,00 PCI, posto que teve redução de trilhas e vias, assim
Empresa 50 580,00 como as montagens dos componentes já que todos
X2 estão sendo montados do mesmo lado.

Observa-se uma diferença de R$85,00 no custo 3.3.5.2 Análise de custo de engenharia

de fabricação da PCI entre as duas empresas. Já a
tabela 6 exibe as cotações realizadas com empresas A estimativa de custo recorrente ao esforço da
que trabalham com montagem de componentes engenharia ocorre pelas horas de trabalhos da
eletrônicos. equipe de desenvolvimento e os valores aplicado
neste processo, logo, esses fatores possibilitaram
Tabela 6 - Custo da montagem dos componentes
conceber a placa OGP (1.0.0 e 2.0.0), para tanto,
Empresa Unidade Custo da Diferença será apresentado os mesmos a seguir na tabela 8:
montagem de custo
dos (R$)
Tabela 8 - Custo de engenharia – Versão 1.0.0 e
componentes 2.0.0
(Versão
2.0.0) Placa Expansora OGP
Empresa 50 342,50 Descrição Versão Versão Total
X3 7,50 1.0.0 2.0.0
Empresa 50 350,00 Horas de 66 35 101
X4 trabalhado
Custo (R$) 1.443,00 765,62 2.208,62
Entre todas as empresas que realizarão a
cotação (fabricação de PCI e montagem dos 3.3.5.3 Análise de custos de Payback
componentes eletrônicos), as empresas X1 e X3
obtiveram o menor custo conforme é exibido nas Foi realizado um cálculo simples do tempo que
tabelas 5 e 6. Vale ressaltar que as mesmas também levará para obter o retorno do investimento do
foram selecionadas anteriormente para fabricação desenvolvimento da placa OGP (2.0.0), por meio do
da placa OGP (1.0.0), justamente pelo fator de Payback, que simplesmente é um indicador que
custo. demostra quanto tempo o investimento levará para

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dar o retorno. Sendo assim, é utilizada uma fórmula se também que as boas práticas aplicadas neste
que relaciona todos os custos de investimento, mais projeto (agrupamento de componentes, plano de
o custo de engenharia, posteriormente dividido pelo terra e o capacitor de desacoplamento) irão prevenir
coeficiente da multiplicação entre o volume da problemas em relação à compatibilidade
placa anual e a diferença de custo, como é eletromagnética. Contudo, algumas avaliações de
demostrado na equação 1: aspectos de qualidade do produto ainda não
puderam ser conclusivas, posto que a placa (versão
Investimento + Custo_Engenharia [1]
2.0.0) ainda não foi fabricada e consequentemente
Payback não houve a avaliação. Portanto, a empresa Grupo
Δcusto ⋅ Volume_anual
Specto irá aderir este novo layout diante dos custos

e dos benefícios envolvido nesta nova versão.
Conforme exibido, são necessários alguns
Ainda, vale ressaltar que buscando melhorar o
parâmetros para calcular o Payback, assim, serão
desenvolvimento da placa expansora, as seguintes
elencados os mesmos a seguir: (i) Investimento: dá-
sugestões de trabalhos futuros foram identificadas:
se pela capacitação do desenvolvedor por meio de
cursos e treinamento e pelo custo de fabricação dos
• Trocar componentes PTH para SMD
protótipos da nova placa; (ii) Custo de engenharia:
visando reduzir o tamanho da placa
recorrente ao tempo e custo de desenvolvimento da
expansora e eliminação do processo
placa OGP; (iii) Diferença de custo: preço estimado
montagem manual e solda onda;
da placa OGP (2.0.0); e (iv) Volume estimado de
placa anual: Previsão da quantidade de placas que • Trocar componentes SMD 0603 para 0402
serão produzidas durante um ano. Diante do visando diminuir o tamanho da placa
exposto, em seguida será apresentado os expansora e redução de custo;
coeficientes de cada variável: • Avaliar e controlar o processo de montagem
• Investimento = R$ 500,00; com base no mapa de processo e fatores
críticos, de forma a garantir a qualidade da
• Custo de engenharia = R$ 765,62;
produção em larga escala; e
• Diferença de custo = R$ 4,25;
• Realimentar o mapa de processo com
• Volume estimado de placas anual = 1000
informações de produção.
unidades.

Desse modo, aplicando os valores na fórmula REFERÊNCIAS

do Payback, resultou no retorno de investimento em
ABELECTRONICS, 2017. Disponível em: <
0,29 anos, aproximadamente em 3,5 meses a
https://www.abelectronics.co.uk >. Acesso em: 20
empresa já recuperará o investimento realizado.
Dez, 2017.
ALMEIDA, C. et al. Substituição das soldas
4 CONCLUSÃO
estanho-chumbo na manufatura: Efeitos na
Como apresentado neste trabalho, o saúde do trabalhador e no desempenho
conhecimento no processo de solda de componentes ambiental. SciELO Bras, v. 20, n. 1, p. 46-58, 2013
eletrônicos, em montagem de placa de circuito
impresso, é extremamente importante para o BROWN, Eric. Raspberry Pi Model B+ price
desenvolvimento de layouts de PCI, posto que drops to $25. 2015. Em: <
devem ser projetados layouts com menor índices de http://linuxgizmos.com/raspberry-pi-model-b-plus-
retrabalhos e tornando o processo de montagem de price-drops-to-25-dollars/>. Acesso em: 27 Set,
componente mais eficaz. Ainda, verificou-se que o 2017.
layout da PCI influência na qualidade e no custo de
produção, considerando que o produto desenvolvido BROWN, Eric. Ringing in 2017 with 90 hacker-
reduziu o custo de fabricação da placa expansora, friendly single board computers. 2017. Em: <
assim como o custo da montagem dos componentes. http://linuxgizmos.com/ringing-in-2017-with-90-
Deste modo, se comparar a versão 1.0.0 com a hacker-friendly-single-board-computers/>. Acesso
versão 2.0.0 da placa OGP, a nova versão em: Dez, 2017.
contribuirá para o processo de manufatura mais
eficiente e confiável, automatizando e garantindo CAMARGO, D. et al. Monitoramento Ambiental
que sejam realizados testes na linha de produção por Open Source para Data Center. 2015. Disponível
meio dos pontos de testes. Ainda, os ladrões de em: < http://eradrj2015.lncc.br/forumic/145961.pdf
solda que foram adicionados nesta versão auxiliarão >. Acessado em: Dez, 2017.
a minimizar e/ou eliminar curtos de solda. Ressalta-

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